高性能cfrt单向带(UD)复合带材系列产品,用于高性能航空航天技术应用领域,如:座椅框架和行李架。作为金属替代的解决方案,这种单向带具有多种潜力,比如:减重从而提高燃油效率以及助力可持续性,而这些是飞机制造工业的关键目标。通过提供固有的阻燃性、长期热稳定性、优异的强度和韧性,及尺寸稳定性来提高带材性能,赋予整个部件结构功能。这种方法的优点包括潜在的可回收性和高水平的设计自由度。
众所周知,对于航空航天飞行器复合材料结构,制造技术非常关键,不仅决定产品质量而且左右制造成本。与金属材料截然不同,复合材料的材料成型与结构成型是同时完成的,因此复合材料的结构性能对制造工艺敏感,材料的最终性能也是通过制造过程被赋予到结构,制造过程的控制影响着复合材料结构的质量,复合材料制造工艺自身的复杂性和对外界环境的敏感性,使得一旦工艺某环节不合理,复合材料制件将产生缺陷和尺寸偏差,严重影响其性能、使用寿命和装配性,甚至导致制件报废。另一方面,飞行器复合材料结构的制造成本一般要占到总成本的70%以上,可见制造技术在很大程度上决定着复合材料的成本。可以说,制造工艺是复合材料应用的关键,也是结构设计得以实现的关键。
cfrt材料被应用于航天领域,主要有以下几个原因
(1)韧性好、疲劳强度高、冲击损伤容限高,可以满足航空工业材料适航认证中较高的损伤容限的要求。
(2)热塑性预浸料可长期在室温下存储,而环氧树脂等热固性预浸料存储条件苛刻,且有操作寿命和剩余力学寿命的限制。
(3)热成 型工艺性好、成型周期短、生产效率高,可以采用原位自动铺放、热模压、真空吸附等工艺成型。
(4)边角料或废料可再熔融成型或回收利用。
(5)产品设计自由度大,可制成复杂形状,成型适应性广。
由于连续纤维增强热塑性复合材料具有上述优点,空客公司和波音公司等航空制造企业成立了研究机构进行相关的技术开发,并对热塑性复合材 料进行研究。